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进程间通信之消息队列详解
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2017-10-18
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8.6.1 消息队列概述
顾名思义，消息队列就是一些消息的列表。用户可以从消息队列中添加消息和读取消息等。从这点上看，消息队列具有一定的FIFO特性，但是它可以实现消息的随机查询，比FIFO具有更大的优势。同时，这些消息又是存在于内核中的，由“队列ID”来标识。
8.6.2 消息队列的应用
1．函数说明
消息队列的实现包括创建或打开消息队列、添加消息、读取消息和控制消息队列这4种操作。其中创建或打开消息队列使用的函数是msgget（），这里创建的消息队列的数量会受到系统消息队列数量的限制；添加消息使用的函数是msgsnd（）函数，它把消息添加到已打开的消息队列末尾；读取消息使用的函数是msgrcv（），它把消息从消息队列中取走，与FIFO不同的是，这里可以指定取走某一条消息；最后控制消息队列使用的函数是msgctl（），它可以完成多项功能。
2．函数格式
表8.23列举了msgget（）函数的语法要点。
表8.23 msgget（）函数语法要点
所需头文件#include 《sys/types.h》
#include 《sys/ipc.h》
#include 《sys/shm.h》
函数原型int msgget（key_t key， int msgflg）
函数传入值key：消息队列的键值，多个进程可以通过它访问同一个消息队列，其中有个特殊值IPC_PRIVATE。它用于创建当前进程的私有消息队列
msgflg：权限标志位
函数返回值成功：消息队列ID
出错：-1
表8.24列举了msgsnd（）函数的语法要点。
表8.24 msgsnd（）函数语法要点
所需头文件#include 《sys/types.h》
#include 《sys/ipc.h》
#include 《sys/shm.h》
函数原型int msgsnd（int msqid， const void *msgp， size_t msgsz， int msgflg）
函数传入值msqid：消息队列的队列ID
msgp：指向消息结构的指针。该消息结构msgbuf通常为：
struct msgbuf
{
long mtype; /* 消息类型，该结构必须从这个域开始 */
char mtext［1］; /* 消息正文 */
}
msgsz：消息正文的字节数（不包括消息类型指针变量）
msgflg：IPC_NOWAIT若消息无法立即发送（比如：当前消息队列已满），函数会立即返回
0：msgsnd调阻塞直到发送成功为止
函数返回值成功：0
出错：-1
表8.25列举了msgrcv（）函数的语法要点。
表8.25 msgrcv（）函数语法要点
所需头文件#include 《sys/types.h》
#include 《sys/ipc.h》
#include 《sys/shm.h》
函数原型int msgrcv（int msgid， void *msgp， size_t msgsz， long int msgtyp， int msgflg）
函数传入值msqid：消息队列的队列ID
msgp：消息缓冲区， 同于msgsnd（）函数的msgp
msgsz：消息正文的字节数（不包括消息类型指针变量）
msgtyp：0：接收消息队列中第一个消息
大于0：接收消息队列中第一个类型为msgtyp的消息
小于0：接收消息队列中第一个类型值不小于msgtyp绝对值且类型值又最小的消息
函数传入值msgflg：MSG_NOERROR：若返回的消息比msgsz字节多，则消息就会截短到msgsz字节，且不通知消息发送进程
IPC_NOWAIT若在消息队列中并没有相应类型的消息可以接收，则函数立即返回
0：msgsnd（）调用阻塞直到接收一条相应类型的消息为止
函数返回值成功：0
出错：-1
表8.26列举了msgctl（）函数的语法要点。
表8.26 msgctl（）函数语法要点
所需头文件#include 《sys/types.h》
#include 《sys/ipc.h》
#include 《sys/shm.h》
函数原型int msgctl （int msgqid， int cmd， struct msqid_ds *buf ）
函数传入值msqid：消息队列的队列ID
cmd：
命令参数IPC_STAT：读取消息队列的数据结构msqid_ds，并将其存储在buf指定的地址中
IPC_SET：设置消息队列的数据结构msqid_ds中的ipc_perm域（IPC操作权限描述结构）值。这个值取自buf参数
IPC_RMID：从系统内核中删除消息队列
buf：描述消息队列的msgqid_ds结构类型变量
函数返回值成功：0
出错：-1
顾名思义，消息队列就是一些消息的列表。用户可以从消息队列中添加消息和读取消息等。从这点上看，消息队列具有一定的FIFO特性，但是它可以实现消息的随机查询，比FIFO具有更大的优势。同时，这些消息又是存在于内核中的，由“队列ID”来标识。
8.6.2 消息队列的应用
1．函数说明
消息队列的实现包括创建或打开消息队列、添加消息、读取消息和控制消息队列这4种操作。其中创建或打开消息队列使用的函数是msgget（），这里创建的消息队列的数量会受到系统消息队列数量的限制；添加消息使用的函数是msgsnd（）函数，它把消息添加到已打开的消息队列末尾；读取消息使用的函数是msgrcv（），它把消息从消息队列中取走，与FIFO不同的是，这里可以指定取走某一条消息；最后控制消息队列使用的函数是msgctl（），它可以完成多项功能。
2．函数格式
表8.23列举了msgget（）函数的语法要点。
表8.23 msgget（）函数语法要点
所需头文件#include 《sys/types.h》
#include 《sys/ipc.h》
#include 《sys/shm.h》
函数原型int msgget（key_t key， int msgflg）
函数传入值key：消息队列的键值，多个进程可以通过它访问同一个消息队列，其中有个特殊值IPC_PRIVATE。它用于创建当前进程的私有消息队列
msgflg：权限标志位
函数返回值成功：消息队列ID
出错：-1
表8.24列举了msgsnd（）函数的语法要点。
表8.24 msgsnd（）函数语法要点
所需头文件#include 《sys/types.h》
#include 《sys/ipc.h》
#include 《sys/shm.h》
函数原型int msgsnd（int msqid， const void *msgp， size_t msgsz， int msgflg）
函数传入值msqid：消息队列的队列ID
msgp：指向消息结构的指针。该消息结构msgbuf通常为：
struct msgbuf
{
long mtype; /* 消息类型，该结构必须从这个域开始 */
char mtext［1］; /* 消息正文 */
}
msgsz：消息正文的字节数（不包括消息类型指针变量）
msgflg：IPC_NOWAIT若消息无法立即发送（比如：当前消息队列已满），函数会立即返回
0：msgsnd调阻塞直到发送成功为止
函数返回值成功：0
出错：-1
表8.25列举了msgrcv（）函数的语法要点。
表8.25 msgrcv（）函数语法要点
所需头文件#include 《sys/types.h》
#include 《sys/ipc.h》
#include 《sys/shm.h》
函数原型int msgrcv（int msgid， void *msgp， size_t msgsz， long int msgtyp， int msgflg）
函数传入值msqid：消息队列的队列ID
msgp：消息缓冲区， 同于msgsnd（）函数的msgp
msgsz：消息正文的字节数（不包括消息类型指针变量）
msgtyp：0：接收消息队列中第一个消息
大于0：接收消息队列中第一个类型为msgtyp的消息
小于0：接收消息队列中第一个类型值不小于msgtyp绝对值且类型值又最小的消息
函数传入值msgflg：MSG_NOERROR：若返回的消息比msgsz字节多，则消息就会截短到msgsz字节，且不通知消息发送进程
IPC_NOWAIT若在消息队列中并没有相应类型的消息可以接收，则函数立即返回
0：msgsnd（）调用阻塞直到接收一条相应类型的消息为止
函数返回值成功：0
出错：-1
表8.26列举了msgctl（）函数的语法要点。
表8.26 msgctl（）函数语法要点
所需头文件#include 《sys/types.h》
#include 《sys/ipc.h》
#include 《sys/shm.h》
函数原型int msgctl （int msgqid， int cmd， struct msqid_ds *buf ）
函数传入值msqid：消息队列的队列ID
cmd：
命令参数IPC_STAT：读取消息队列的数据结构msqid_ds，并将其存储在buf指定的地址中
IPC_SET：设置消息队列的数据结构msqid_ds中的ipc_perm域（IPC操作权限描述结构）值。这个值取自buf参数
IPC_RMID：从系统内核中删除消息队列
buf：描述消息队列的msgqid_ds结构类型变量
函数返回值成功：0
出错：-1
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